JP2011149319A

JP2011149319A - カムシャフトの軸受支持構造

Info

Publication number: JP2011149319A
Application number: JP2010010691A
Authority: JP
Inventors: Shinya Ochi; 慎哉越智
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-08-04

Abstract

【課題】一体型カムシャフトと組立型カムシャフトとのいずれにおいても採用することが可能なカムシャフトの軸受支持構造を提供する。
【解決手段】複数のカムロブ１５が軸方向に配置されたカムシャフト１０を、転がり軸受４０を介してハウジング部材２０とキャップ部材３０との間に回転可能に支承する。キャップ部材３０には、カムシャフト１０のシャフト部の外周面の周方向複数箇所に接触可能な複数の転がり軸受４０が配設されている。
【選択図】図２

Description

この発明はカムシャフトの軸受支持構造に関する。

従来、ハウジング部材（シリンダヘッド）とキャップ部材との間に、カムシャフトを回転可能に支承するカムジャーナル部においては、燃費向上のため、すべり軸受に比べトルク損失が小さい転がり軸受が用いられたカムシャフトの軸受支持構造が知られている。
また、カムシャフトには、シャフト及び複数のカムロブが鋳造によって一体に形成された一体型カムシャフトと、複数のカムロブ（シャフトとは個別に形成されたカムロブ）がシャフトの一端から順次に嵌込まれて一体状に組み付けられた組立型カムシャフトとが知られている。
また、ハウジング部材（シリンダヘッド）とキャップ部材との間に、一体型カムシャフトを転がり軸受によって回転可能に支承するためには、転がり軸受を周方向に二つ割りした分割型転がり軸受が用いられる。
また、組立型カムシャフトにおいては、複数のカムロブをシャフトに組み付ける際に、シャフトの一端から複数のカムロブと転がり軸受とが所定順に嵌込まれて組み付けられる。
また、組立型カムシャフトにおいては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００６−２２６１８４号公報

ところで、カムシャフトが一体型カムシャフトである場合、分割型転がり軸受を用いなければならず、分割型転がり軸受の製作や組み付けに多くの手間が必要となる。
また、組立型カムシャフトである場合には、転がり軸受を周方向に二つ割りする必要がないが、シャフトの一端から複数のカムロブと転がり軸受とを所定順に嵌込んで組み付けなければならない。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、一体型カムシャフトと組立型カムシャフトとのいずれにおいても採用することが可能なカムシャフトの軸受支持構造を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係るカムシャフトの軸受支持構造は、複数のカムロブが軸方向に配置されたカムシャフトを、ハウジング部材とキャップ部材との間のカムジャーナル部に回転可能に支承するカムシャフトの軸受支持構造であって、
前記キャップ部材には、前記カムシャフトのシャフト部の外周面の周方向複数箇所に接触可能な複数の転がり軸受が配設されていることを特徴とする。

前記構成によると、カムシャフトの回転時において、同カムシャフトのシャフト部の外周面の周方向複数箇所が複数の転がり軸受によって支承されることによって、フリクションが低減されるため、すべり軸受に比べトルク損失が小さい。
また、エンジンの開閉バルブを開閉するためのロッカーアーム（バルブ直動式の場合には開閉バルブ）からカムロブを経てシャフトに伝達される突き上げ荷重を複数の転がり軸受によって良好に受けることができる。

請求項２に係るカムシャフトの軸受支持構造は、請求項１に記載のカムシャフトの軸受支持構造であって、
転がり軸受は、カムシャフトの中心を通る鉛直線に対し時計回り方向と反時計回り方向とにそれぞれ等角度で変位した各位置に配設されていることを特徴とする。

前記構成によると、エンジンの開閉バルブを開閉するためのロッカーアーム（バルブ直動式の場合には開閉バルブ）からカムロブを経てシャフトに伝達される突き上げ荷重を、カムシャフトの中心を通る鉛直線に対し時計回り方向と反時計回り方向とにそれぞれ等角度で変位した各位置に配設の二つの転がり軸受によって均等に分散して受けることが可能となり、転がり軸受の耐久性の向上に効果が大きい。

この発明の実施例１に係るカムシャフトの軸受支持構造を一部破断して示す側面図である。同じく図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う横断面図である。同じくキャップ部材に複数の転がり軸受が組み付けられた状態を示す斜視図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、カムシャフト（一体型カムシャフト）１０は、鋳造によって形成され、シャフト１１の外周面の軸方向に所定間隔を隔てて複数のカムロブ１５が一体に形成されている。
カムシャフト１０のシャフト１１の部分をハウジング部材（シリンダヘッド）２０とキャップ部材３０との間のカムジャーナル部に回転可能に支承するカムシャフトの軸受支持構造において、ハウジング部材２０の上面には、シャフト１１の半径よりも若干大きい半径をもつ半円弧状の円弧凹部２１が形成されている。

図１〜図３に示すように、ハウジング部材２０の上面に締結ボルト２５によって締め付け固定されるキャップ部材３０は、シャフト１１の半径よりも若干大きい半径の内周面を有する半円弧状のキャップ部３２と、このキャップ部３２の円弧の両端からそれぞれ張り出された両固定部３１とを一体に有している。
そして、キャップ部材３０は、両固定部３１において締結ボルト２５によってハウジング部材２０の上面に締め付け固定されている。

また、キャップ部３２の板厚方向（シャフト１１の軸方向）の中央部には、軸受組付空間３３が貫通状に形成されており、この軸受組付空間３３には、シャフト１１の上半部外周面の周方向複数箇所に接触可能な複数（この実施例１では二つ）の転がり軸受４０が配設されている。
図１と図２に示すように、転がり軸受４０は、シャフト１１と平行してキャップ部３２の円弧状の両側壁３４に跨って固定された中心軸３５と、この中心軸３５を外周に配置された外輪４１と、中心軸３５を内輪としてその中心軸３５と外輪４１との間に転動可能に配設された複数の転動体（ころ（針状ころも含む）、又は玉）４２と、これら複数の転動体４２を保持する保持器４３とを備えている。
そして、図２に示すように、各転がり軸受４０の外輪４１の外周面の一部は、キャップ部３２の内周面よりも中心側に突出してシャフト１１の上半部外周面にそれぞれ接触するようになっている。

この実施例１において、図２に示すように、二つの転がり軸受４０は、カムシャフト１０の中心を通る鉛直線Ｌに対し時計回り方向と反時計回り方向とにそれぞれ等角度（θ１＝θ２）で変位した各位置に配設されている。
例えば、カムシャフト１０の中心を通る鉛直線Ｌに対し、二つの転がり軸受４０の角度θ１、θ２は、６０°以下が好ましく、５０°〜３０°程度が最適である。

また、この実施例１において、図２に示すように、ハウジング部材２０の上面にキャップ部材３０の両固定部３１が締結ボルト２５によって締め付け固定された状態において、ハウジング部材２０の上面とキャップ部材３０の両固定部３１の下面との間に僅かな隙間Ｓが設定されることが好ましい。
これによって、締結ボルト２５の締め付け力に基づいて、シャフト１１の外周面に対する転がり軸受４０の外輪４１の外周面の接触圧が調整可能となる。

また、図１に示すように、転がり軸受４０は、カムシャフト１０のカムロブ１５外周面のカム面に接触してエンジンの開閉バルブ（図示しない）を開閉動作するためのロッカーアーム５０のローラフォロア５１として用いられるものと同一の転がり軸受が使用されることが好ましい。
この場合には、ロッカーアーム５０の製造ラインを転用してキャップ部材３０に転がり軸受４０を組み付けることが可能となる。

この実施例１に係るカムシャフトの軸受支持構造は上述したように構成される。
したがって、図２に示すように、ハウジング部材２０の円弧凹部２１にカムシャフト１０が配置された状態で、ハウジング部材２０の上面にキャップ部材３０を締結ボルト２５によって締め付け固定することで、キャップ部材３０の複数の転がり軸受４０の外輪４１がカムシャフト１０のシャフト１１外周面に接触する。
このため、カムシャフト１０が鋳造製の一体型カムシャフトであっても、シャフト１１の外周面に複数の転がり軸受４０を容易に配置することができ、二つ割りの転がり軸受を製作して組み付ける従来と比較してコスト低減を図ることができる。
なお、カムシャフト１０の軸端部は、図示しない軸受け装置によってハウジング部材２０に回転可能に支承される。

また、カムシャフト１０の回転時において、カムシャフト１０のシャフト１１の上半部外周面の周方向複数箇所が複数の転がり軸受４０によって支承されることによって、フリクションが低減されるため、すべり軸受に比べトルク損失が小さい。
また、エンジンの開閉バルブを開閉するためのロッカーアーム（バルブ直動式の場合には開閉バルブ）５０からカムロブ１５を経てシャフト１１に伝達される突き上げ荷重を複数の転がり軸受４０によって分散して良好に受けることができる。

また、この実施例１において、ロッカーアーム（バルブ直動式の場合には開閉バルブ）５０のローラフォロア５１からカムロブ１５を経てシャフト１１に伝達される突き上げ荷重を、カムシャフト１０の中心を通る鉛直線Ｌに対し時計回り方向と反時計回り方向とにそれぞれ等角度で変位した各位置に配設の二つの転がり軸受４０によって均等に分散して受けることが可能となり、転がり軸受４０の耐久性の向上に効果が大きい。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。
例えば、前記実施例１においては、カムシャフト１０が、シャフト１１の外周面の軸方向に複数のカムロブ１５が一体に形成された鋳造製の一体型カムシャフトである場合を例示したが、複数のカムロブ（シャフトとは個別に形成されたカムロブ）がシャフトの一端から順次に嵌込まれて一体状に組み付けられた組立型カムシャフトである場合においてもこの発明を実施することができる。

１０カムシャフト
１１シャフト
１５カムロブ
２０ハウジング部材
２５締結ボルト
３０キャップ部材
３５中心軸
４０転がり軸受
４１外輪
４２ころ

Claims

複数のカムロブが軸方向に配置されたカムシャフトを、ハウジング部材とキャップ部材との間のカムジャーナル部に回転可能に支承するカムシャフトの軸受支持構造であって、
前記キャップ部材には、前記カムシャフトのシャフト部の外周面の周方向複数箇所に接触可能な複数の転がり軸受が配設されていることを特徴とするカムシャフトの軸受支持構造。
請求項１に記載のカムシャフトの軸受支持構造であって、
転がり軸受は、カムシャフトの中心を通る鉛直線に対し時計回り方向と反時計回り方向とにそれぞれ等角度で変位した各位置に配設されていることを特徴とするカムシャフトの軸受支持構造。